专题6 物质的聚集状态与晶体的常识-【高效学习】2024-2025学年高二化学热点题型归纳与分阶培优练(人教版2019选择性必修2)

2025-02-05
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专题6 物质的聚集状态与晶体的常识题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】物质的聚集状态 1 【题型二】晶体与非晶体的判断 2 【题型三】晶胞结构的理解与晶体结构的测定 3 【题型四】晶胞的计算方法 5 二、分阶培优练 7 【题型一】物质的聚集状态 【典例分析】下列关于聚集状态的描述中,错误的是 A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景 C.液晶用于各种显示仪器上 D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性 提分秘籍】 基本规律 1.物质的聚集状态: 物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。  2.物质三态间的相互转化 【变式演练】 1.下列叙述正确的是 A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.液体与晶体混合物叫液晶 C.最大维度处于纳米尺寸的材料叫纳米材料 D.等离子体的外观为气态 2.液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中,正确的是 A.液晶是一种液态的晶体 B.所有物质在一定条件下都能成为液晶 C.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列 3.下列关于物质特殊聚集状态的叙述,错误的是 A.固态物质中的微粒结合较紧凑,相对运动较弱 B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分的排列都是长程有序 【题型二】晶体与非晶体的判断 【典例分析】下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C.固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体 D.区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【提分秘籍】 基本规律 1.晶体的概念 具有规则的 的固体,叫晶体。不具有规则的 的固体,叫非晶体(又称玻璃体)。 2.晶体的特性 (1)自范性:晶体能自发地呈现规则的多面体外形。 (2)各向异性:晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质(强度、导热性、光学性质)。 (3)有固定的熔点。 3.晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 原子在三维空间里呈 排列 非晶体 原子排列 4.晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体 固定的熔点,非晶体 固定的熔点 可靠方法 对固体进行 实验 5.获得晶体的途径 (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 【变式演练】 1.下列关于晶体的叙述不正确的是 A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B.玻璃和水晶都是晶体,有固定的熔沸点 C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 2.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 A.对固体进行X射线衍射测定 B.观察外形 C.测定熔、沸点 D.通过比较硬度确定 3.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但内部质点排列无序 C.非晶体无自范性而且内部质点排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 【题型三】晶胞结构的理解与晶体结构的测定 【典例分析】所列图形表示的晶体结构中,符合晶胞特点的是 A. B. C. D. 【提分秘籍】 基本规律: 1.晶胞 (1)概念:描述晶体结构的 。晶胞是晶体的最小的结构重复单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何 。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 ③形状:一般而言晶胞都是平行六面体。 (3)实例——铜晶胞 顶点:8×=1 面心:6×=3 因此,金属铜的一个晶胞的原子数为 。 2.晶体结构的测定 (1)测定晶体结构最常用的仪器是 。 (2)晶体结构的测定原理 在晶体的X射线衍射实验中,当单一波长的X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的 。 注意: 实验是研究晶体结构最可靠的科学方法。 【变式演练】 1.下列有关晶胞的叙述正确的是 A.晶胞是晶体结构中的基本重复单元 B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的分子式 2.下列关于晶体和晶胞的叙述中,正确的是 A.不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同 B.晶胞是晶体中最小的平行六面体 C.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的儿何外形 D.由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 3.下列说法中不正确的是 A.晶体的X射线衍射实验中,单一波长的X射线通过晶体,记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 B.分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目和位置等信息 C.根据原子坐标可以计算原子间的距离 D.通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息 【题型四】晶胞的计算方法 【典例分析】现有四种晶体的晶胞,其微粒质点排列方式如图所示,其中化学式正确的是 A.AB2 B.EF2 C.XY3Z D.AB3 A.A B.B C.C D.D 【提分秘籍】 基本规律: 1.晶体化学式含义 一般地,晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的 整数比。 2.确定晶胞中粒子个数的方法——均摊法 如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用,则该粒子有属于这个晶胞。 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。 (2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献。 (3)晶胞中粒子数目的计算要先根据具体情况分析:晶胞中的粒子在晶胞中的位置以及为几个晶胞所共用,然后运用均摊法具体计算。如石墨晶体每一层内碳原子排成六边形,其顶角碳原子被三个六边形共用,每个六边形占有该原子的,则每个六元环占有的碳原子数为6×=2。如下图所示: 3.求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目,求出晶胞所含微粒个数的最简整数比,从而写出晶体的化学式。 4.晶体密度的计算 (1)计算晶胞棱长 ①晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系示例分析 ②晶胞棱长(a)与晶胞对角线长的关系 面对角线长=a 体对角线长=a (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象,根据晶胞质量m=ρ×V,由公式×N=ρ×a3进行计算,其中M为晶体的摩尔质量,N为晶胞所占有的粒子数,NA为阿伏加德罗常数,ρ为晶体密度,a为晶胞棱长。 (3)晶胞计算中单位的换算 1 pm=10-10 cm 1 nm=10-7 cm 【变式演练】 1.Cs+核间距为acm,氯化铯的相对分子质量为Mr,NA为阿伏加德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度是 A.g·cm-3 B.g·cm-3 C.g·cm-3 D.g·cm-3 2.某晶体的晶胞如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是 A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4 3.如图所示是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面各有一个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A. B. C. D. ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1.下列关于特殊聚集状态的应用的描述中,错误的是 A.运用等离子束切割金属 B.晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高 C.液晶用于各种显示仪器上 D.化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能 2.晶体具有各向异性,如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在 ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 3.中国科学院新疆理化技术研究所研发出深紫外光双折射晶体。下列性质不能区别晶体与玻璃体的是 A.各向异性 B.导电性 C.X射线衍射 D.有无固定的熔点 4.固体分为晶体和非晶体,下列关于晶体的叙述正确的是 A.块状固体一定是晶体,粉末状固体一定是非晶体 B.破损的晶体经过重结晶后能够变成规则的多面体,体现了晶体的自范性 C.晶体和非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰 D.不能通过熔融态物质凝固的方式得到晶体 5.下列各项中,不属于晶体的特点的是 A.具有规则的几何外形 B.某些物理性质具有各向异性 C.一定是无色透明的固体 D.具有固定的熔点 6.整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是 A.相邻晶胞之间没有任何间隙 B.晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C.晶胞排列时,取向相同 D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 7.下列关于晶体的说法正确的是 A.晶体和非晶态物质的本质区别是是否具有规则的几何外形 B.晶体和非晶态物质都具有固定的熔点 C.晶胞中任何一个微粒都属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 8.下列有关等离子体的叙述,不正确的是 A.等离子体是物质的另一种聚集状态 B.等离子体是很好的导体 C.水可能形成等离子体状态 D.等离子体中的微粒不带电荷 9.下列说法不正确的是 A.晶体具有固定的熔、沸点,而非晶体没有固定的熔、沸点 B.晶体与非晶体具有相同的性质 C.部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的 D.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景 10.我国具有丰富的铜矿资源,某铜矿石的晶胞结构如图所示,其化学式为    A. B. C. D.CuN 培优第二阶——能力提升练 11.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是 A.在电场存在的情况下,液晶分子沿着电场方向有序排列 B.液晶具有液体的流动性,在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 C.等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体 D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固气两态之间,表现出明显的流动性 12.某晶体的一部分为正三棱柱,如下图所示,该晶体的化学式可能是 A.A2B9C4 B.A3B9C4 C.AB4C2 D.A3B8C4 13.下列有关晶胞的叙述,不正确的是 A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体 B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元 C.已知晶胞的结构,可推知晶体的结构 D.使用“切割法”计算晶胞的微粒数,处于顶点、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为、、、1 14.晶体内微粒总是按周期性规律重复排列,反映其结构特点的基本重复单位为晶胞,晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构,可做为晶胞的是 A. (都在顶点) B. (在顶点和面心) C. (在顶点和面心) D. (在顶点和体心) 15.如图是某化合物的晶体结构,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子;6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为 A. B. C. D. 16.下列关于晶体和非晶体的说法不正确的是 A.破损的NaCl晶体能在饱和NaCl溶液中自动变成规则的立方体 B.晶体某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性 C.导电性可用于区别晶体和玻璃体 D.固体可能是晶体,也可能是非晶体 17.晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,棱长为0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,如图所示。下列叙述错误的是 A.基态K原子的核外电子排布式为: B.碘酸钾中含有离子键和共价键 C.与O原子紧邻的I原子有2个 D.晶体中K原子与O原子间的最短距离约为0.631nm 18.下列过程能得到晶体的共几种 ①从熔融态结晶出来的硫      ②将液态的玻璃冷却成所得到的固体 ③凝华得到的碘              ④从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜 ⑤熔融的冷却后所得的固体     ⑥熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体 A.3 B.4 C.5 D.6 19.铜是生活中比较常见的一种金属,而纳米铜能在空气中自燃,这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米颗粒的大小和形状如图所示,则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是 A.7:11 B.1:2 C.7:8 D.26:27 20.原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为单晶晶胞,其中原子坐标参数A为,B为(,0,),C为(,,0)。则D原子的坐标参数为 A.(,,) B.(0,,0) C.(,,) D.(,0,0) 培优第三阶——培优拔尖练 21.电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述中,正确的是 A.施加电场时,液晶分子垂直于电场方向排列 B.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 C.移去电场后,液晶分子排列成扭曲的螺旋状 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列 22.石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数及碳原子个数为 A.9,4 B.9,180 C.12,10 D.12,240 23.如图是NaCl晶体的一个晶胞结构模型。KO2的晶体结构与NaCl相似,可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-位置用O代替,则关于KO2晶体结构的描述不正确的是 A.与K+距离相等且最近的O共有6个 B.与K+距离相等且最近的O构成的多面体是正八面体 C.与K+距离相等且最近的K+有8个 D.一个KO2晶胞中摊得的K+和O微粒数均为4个 24.如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 A.δ­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 B.α­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个 C.若δ­Fe晶胞边长为a cm,α­Fe晶胞边长为b cm,则两种晶体密度比为2b3∶a3 D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同 25.镁单质及其化合物用途广泛,某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为,高为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A.该镁硼化合物的化学式为 B.如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞 C.每个B原子周围最近且等距的B原子数为2 D.B原子的价层电子轨道表示式为 26.NaCl晶体的晶胞如图,已知氯化钠的摩尔质量为M g·mol-1,晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm,晶体的密度为b g·cm-3。则下列叙述正确的是 A.每个Na+周围最近且等距离的Cl-所围成的空间构型为正六面体 B.每个Na+周围最近且等距离的Na+有6个 C.阿伏伽德罗常数NA的值可表示为M/(2a3b) D.阿伏伽德罗常数NA的值可表示为4M/(a3b) 27.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是 A.元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族 B.Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 C.与Co2+距离最近的Ti4+有4个 D.该化合物的化学式为CoTiO3 28.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是 A.等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱 29.已知NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1,其晶体密度为dg·cm-3,若图中钠离子与最近的氯离子的核间距为acm,那么阿伏加德罗常数的值可表示为 A.117a3d B. C. D. 30.锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 (1)硒化锌的晶胞结构如图所示,硒化锌的化学式为 ,若晶胞的边长为,则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简,,设为阿伏加德罗常数的值)。 (2)铁的晶胞结构如图所示,若该晶体的密度是,则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$ 专题6 物质的聚集状态与晶体的常识题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】物质的聚集状态 1 【题型二】晶体与非晶体的判断 3 【题型三】晶胞结构的理解与晶体结构的测定 5 【题型四】晶胞的计算方法 7 二、分阶培优练 11 【题型一】物质的聚集状态 【典例分析】下列关于聚集状态的描述中,错误的是 A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景 C.液晶用于各种显示仪器上 D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性 【答案】A 【详解】A.物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等聚集状态,故A错误; B.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景,故B正确; C.液晶可用于制造显示器,故C正确; D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性,故D正确; 故选A。 【提分秘籍】 基本规律 1.物质的聚集状态: 物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。  2.物质三态间的相互转化 【变式演练】 1.下列叙述正确的是 A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.液体与晶体混合物叫液晶 C.最大维度处于纳米尺寸的材料叫纳米材料 D.等离子体的外观为气态 【答案】D 【详解】A.物质的状态除了气、液、固三态外,还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等,故A错误; B.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性等,故B错误; C.纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构成的材料,故C错误; D.等离子体是指由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体,是一种特殊的气体,故D正确。 综上所述,答案为D。 2.液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中,正确的是 A.液晶是一种液态的晶体 B.所有物质在一定条件下都能成为液晶 C.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列 【答案】C 【详解】A.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如表现出类似晶体的各向异性等,不是液态晶体,A错误; B.液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性的特殊物质,并不是所有物质都能成为液晶,B错误; C.施加电场时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态,C正确; D.施加电场时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态,D错误; 故选C。 3.下列关于物质特殊聚集状态的叙述,错误的是 A.固态物质中的微粒结合较紧凑,相对运动较弱 B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分的排列都是长程有序 【答案】D 【详解】纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构,界面则是无序结构。 【题型二】晶体与非晶体的判断 【典例分析】下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C.固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体 D.区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【答案】B 【详解】A. 晶体与非晶体的本质区别在于是否有自范性,微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列,故A错误; B. 晶体有自范性是粒子在微观空间呈周期有序性排列的宏观表象,故B正确; C. 玻璃不是晶体,故C错误; D. 区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是X—射线衍射法,故D错误; 综上所述,答案为B。 【提分秘籍】 基本规律 1.晶体的概念 具有规则的几何外形的固体,叫晶体。不具有规则的几何外形的固体,叫非晶体(又称玻璃体)。 2.晶体的特性 (1)自范性:晶体能自发地呈现规则的多面体外形。 (2)各向异性:晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质(强度、导热性、光学性质)。 (3)有固定的熔点。 3.晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有 原子排列相对无序 4.晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 5.获得晶体的途径 (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 【变式演练】 1.下列关于晶体的叙述不正确的是 A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B.玻璃和水晶都是晶体,有固定的熔沸点 C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【详解】A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质,故A正确; B.水晶是晶体,而玻璃是非晶体,故B错误; C.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果,故C正确; D.由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,具有特定的方向性,故D正确。 答案选B。 2.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 A.对固体进行X射线衍射测定 B.观察外形 C.测定熔、沸点 D.通过比较硬度确定 【答案】A 【详解】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,X射线衍射可以看到微观结构,而有些晶体的熔沸点较低,硬度较小,如Na等金属晶体,也不能通过颜色来判断,故答案为:A。 3.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但内部质点排列无序 C.非晶体无自范性而且内部质点排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 【答案】C 【详解】晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故A项错误;晶体有自范性且内部质点排列有序,故B项错误;非晶体无自范性而且内部质点排列无序,故C项正确;SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类,即SiO2也有非晶体,故D项错误。故选C。 【题型三】晶胞结构的理解与晶体结构的测定 【典例分析】所列图形表示的晶体结构中,符合晶胞特点的是 A. B. C. D. 【答案】A 【详解】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列,具有对称性,根据图中信息B、C、D都不满足,只有A满足条件,故A符合题意。 综上所述,答案为A。 【提分秘籍】 基本规律: 1.晶胞 (1)概念:描述晶体结构的基本单元。晶胞是晶体的最小的结构重复单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 ③形状:一般而言晶胞都是平行六面体。 (3)实例——铜晶胞 顶点:8×=1 面心:6×=3 因此,金属铜的一个晶胞的原子数为4个。 2.晶体结构的测定 (1)测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。 (2)晶体结构的测定原理 在晶体的X射线衍射实验中,当单一波长的X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 注意:X射线衍射实验是研究晶体结构最可靠的科学方法。 【变式演练】 1.下列有关晶胞的叙述正确的是 A.晶胞是晶体结构中的基本重复单元 B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的分子式 【答案】A 【详解】A对,晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布的、具有化学结构特征的基本单元。B错,不同晶体的构成微粒不同,微粒的半径不同,所以晶胞的大小不同,晶胞的形状可能相同。C错,处于晶胞内部的粒子完全属于该晶胞,处于顶角、面心和棱上的微粒为多个晶胞共用。D错,因为晶胞能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间的分布,也是晶体结构中的基本单元,所以已知晶胞的组成就可推知晶体的组成,而不是能推知晶体的分子式。故选A。 2.下列关于晶体和晶胞的叙述中,正确的是 A.不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同 B.晶胞是晶体中最小的平行六面体 C.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的儿何外形 D.由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 【答案】D 【详解】A.不同晶体的构成微粒不同,微粒的半径不同,所以晶胞的大小不同,晶胞的形状可能相同,也可能不同,A错误; B.晶胞是从晶体上取出的一个具有代表性的基本单元,不一定是平行六面体,B错误; C.晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性,非晶体也可以有规则几何外形,如玻璃,C错误; D.X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小,分子或原子在微观空间有序列排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目、位置等,D正确; 故选D。 3.下列说法中不正确的是 A.晶体的X射线衍射实验中,单一波长的X射线通过晶体,记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 B.分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目和位置等信息 C.根据原子坐标可以计算原子间的距离 D.通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息 【答案】D 【详解】A对,单一波长的X射线通过晶体,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。B对,分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、分子或原子在三维空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等信息。C对,通过X射线衍射实验,测定晶胞中各个原子的位置(坐标),根据原子坐标,可以计算原子间的距离。D错,根据X射线衍射图可以判断出晶体中哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角,从而得出分子的空间结构。故选D答案 【题型四】晶胞的计算方法 【典例分析】现有四种晶体的晶胞,其微粒质点排列方式如图所示,其中化学式正确的是 A.AB2 B.EF2 C.XY3Z D.AB3 A.A B.B C.C D.D 【答案】C 【详解】A.根据均摊法可知,一个A晶胞中含A的个数为1个,B的个数为:=1,故化学式为AB,A错误; B.根据均摊法可知,一个B晶胞中含E的个数为=个,F的个数为:=,故化学式为EF,B错误; C.根据均摊法可知,一个C晶胞中含X的个数为:1个,Y的个数为:=3个,Z的个数为:=1,故化学式为XY3Z,C正确; D.根据均摊法可知,一个D晶胞中含A的个数为=4个,B的个数为:=4,故化学式为AB,D错误; 故答案为:C。 【提分秘籍】 基本规律: 1.晶体化学式含义 一般地,晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。 2.确定晶胞中粒子个数的方法——均摊法 如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用,则该粒子有属于这个晶胞。 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。 (2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献。 (3)晶胞中粒子数目的计算要先根据具体情况分析:晶胞中的粒子在晶胞中的位置以及为几个晶胞所共用,然后运用均摊法具体计算。如石墨晶体每一层内碳原子排成六边形,其顶角碳原子被三个六边形共用,每个六边形占有该原子的,则每个六元环占有的碳原子数为6×=2。如下图所示: 3.求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目,求出晶胞所含微粒个数的最简整数比,从而写出晶体的化学式。 4.晶体密度的计算 (1)计算晶胞棱长 ①晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系示例分析 ②晶胞棱长(a)与晶胞对角线长的关系 面对角线长=a 体对角线长=a (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象,根据晶胞质量m=ρ×V,由公式×N=ρ×a3进行计算,其中M为晶体的摩尔质量,N为晶胞所占有的粒子数,NA为阿伏加德罗常数,ρ为晶体密度,a为晶胞棱长。 (3)晶胞计算中单位的换算 1 pm=10-10 cm 1 nm=10-7 cm 【变式演练】 1.Cs+核间距为acm,氯化铯的相对分子质量为Mr,NA为阿伏加德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度是 A.g·cm-3 B.g·cm-3 C.g·cm-3 D.g·cm-3 【答案】C 【详解】该晶胞中,Cl-个数为1,Cs+个数为,相邻的两个Cs+的核间距离为acm,即棱长为acm,晶胞体积为a3cm3,晶胞密度为; 故答案为:C。 2.某晶体的晶胞如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是 A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4 【答案】B 【详解】由图示可知该晶体晶胞的上下两面为正三角形,因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用,故晶胞中A粒子的数目为6×=;处于上下底面棱上的粒子为4个晶胞共用,处于垂直棱上的粒子为6个晶胞共用,故晶胞中B粒子的数目为6×+3×=2;C粒子完全属于晶胞。由此可见,A、B、C三种粒子的数目之比为∶2∶1=1∶4∶2,故选B。 3.如图所示是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面各有一个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A. B. C. D. 【答案】B 【分析】用均摊法先计算出镁原子与硼原子个数。再求出原子个数比即可解答。 【详解】处于六棱柱顶点上的镁原子同时为6个结构单元所共有,每个镁原子有属于该结构单元;处于面上的镁原子同时为2个结构单元所共有,每个镁原子有属于该结构单元;处于棱柱内的6个硼原子,则完全属于该结构单元。故每个结构单元中有镁原子:l2×+2×=3,有硼原子6个。故化学式可表示为MgB2。故B正确,ACD错误; 答案选B。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1.下列关于特殊聚集状态的应用的描述中,错误的是 A.运用等离子束切割金属 B.晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高 C.液晶用于各种显示仪器上 D.化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能 【答案】B 【详解】A.运用等离子束切割金属,是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化,故A正确; B.某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高,故B错误; C.液晶用于各种显示仪器上,液晶具有显著的电光特性,故C正确; D.纳米颗粒具有极强的紫外线屏蔽能力,化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能,故D正确; 故选B。 2.晶体具有各向异性,如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在 ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 【答案】D 【详解】晶体具有各向异性,主要表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等多项物理性质中;故选D。 3.中国科学院新疆理化技术研究所研发出深紫外光双折射晶体。下列性质不能区别晶体与玻璃体的是 A.各向异性 B.导电性 C.X射线衍射 D.有无固定的熔点 【答案】B 【详解】A.各向异性是晶体的一种性质,能区别晶体与玻璃体,A不符合题意; B.导电的原因是存在自由移动的电子或离子,不能区别晶体与玻璃体,B符合题意; C.晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法,能区别晶体与玻璃体,C不符合题意; D.晶体具有固定的熔点而非晶体没有,能区别晶体与玻璃体,D不符合题意; 故选B。 4.固体分为晶体和非晶体,下列关于晶体的叙述正确的是 A.块状固体一定是晶体,粉末状固体一定是非晶体 B.破损的晶体经过重结晶后能够变成规则的多面体,体现了晶体的自范性 C.晶体和非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰 D.不能通过熔融态物质凝固的方式得到晶体 【答案】B 【详解】A.晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列,不管固体的颗粒大小,只要有组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体,A错误; B.晶体的自范性是指,在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形,B正确; C.晶体和非晶体的本质区别在其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列,C错误; D.得到晶体一般有三条途径:①熔融态物质凝固;②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);③溶质从溶液中析出;,D错误; 综上所述答案为B。 5.下列各项中,不属于晶体的特点的是 A.具有规则的几何外形 B.某些物理性质具有各向异性 C.一定是无色透明的固体 D.具有固定的熔点 【答案】C 【详解】晶体的特点是具有规则的几何外形、有固定的熔点、物理性质具有各向异性,但晶体不一定是无色透明的,故选C。 6.整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是 A.相邻晶胞之间没有任何间隙 B.晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C.晶胞排列时,取向相同 D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 【答案】B 【详解】晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成,而是晶胞平行排列而成的,且相邻晶胞之间没有任何间隙。故答案选择B。 7.下列关于晶体的说法正确的是 A.晶体和非晶态物质的本质区别是是否具有规则的几何外形 B.晶体和非晶态物质都具有固定的熔点 C.晶胞中任何一个微粒都属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 【答案】D 【详解】A.晶体和非晶态物质的本质区别是组成物质的原子排列不同,即有无自范性,故A错误; B.晶体有固定的熔点,非晶态物质没有固定的熔点,故B错误; C.晶胞中的粒子多为几个晶胞共有,如食盐晶体中位于顶点的Na+同时为8个晶胞所共有,故C错误; D.晶胞是描述晶体结构的基本单元,它具有平移性,晶胞的组成与晶体组成相同,故D正确; 故选D。 8.下列有关等离子体的叙述,不正确的是 A.等离子体是物质的另一种聚集状态 B.等离子体是很好的导体 C.水可能形成等离子体状态 D.等离子体中的微粒不带电荷 【答案】D 【详解】A.等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成,    是物质的另一种聚集状态,故A正确; B.等离子体具有良好的导电性,是很好的导体,故B正确; C.通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体,故C正确;     D. 等离子体中的微粒带有电荷,而且能自由移动,所以等离子体具有良好的导电性,故D错误; 答案选D。 9.下列说法不正确的是 A.晶体具有固定的熔、沸点,而非晶体没有固定的熔、沸点 B.晶体与非晶体具有相同的性质 C.部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的 D.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景 【答案】B 【详解】A.晶体有固定的熔点,自范性、各向异性,非晶体无固定的熔点,故A正确; B.晶体与非晶体内部结构不同,故表现的性质不同,故B错误; C.部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的,需要的驱动电压很低,故C正确; D.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景,等离子体技术在新能源行业、聚合物薄膜、材料防腐蚀等方面前景可观,故D正确; 故选B。 10.我国具有丰富的铜矿资源,某铜矿石的晶胞结构如图所示,其化学式为    A. B. C. D.CuN 【答案】A 【详解】在该晶胞中,位于晶胞的棱上,则该晶胞中含有的数目为,位于晶胞的顶点,则该晶胞中含有的数目为,所以该晶胞的化学式为,故A正确。 故选A。 培优第二阶——能力提升练 11.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是 A.在电场存在的情况下,液晶分子沿着电场方向有序排列 B.液晶具有液体的流动性,在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 C.等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体 D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固气两态之间,表现出明显的流动性 【答案】C 【详解】A.施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变,在有电场的情况下分子按照电场方向排列,A项正确; B.液晶既具有流动性,也具有类似于晶体的各向异性,是介于液体和晶体之间的一种特殊的聚集状态,B项正确; C.等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的整体上呈电中性的物质,C项错误; D.液态物质分子相距比较近,分子间作用力也较强,微粒间距离和作用力的强弱介于固气两态之间,液态物质分子的转动明显活跃,平动也有所增加,使之表现出明显的流动性,D项正确; 答案选C。 12.某晶体的一部分为正三棱柱,如下图所示,该晶体的化学式可能是 A.A2B9C4 B.A3B9C4 C.AB4C2 D.A3B8C4 【答案】C 【详解】由晶体结构可以看出,以某一A粒子为中心可以形成12个相同的正三棱柱,故一个A为12个正三棱柱所共用,即一个正三棱柱中拥有A的数目为6×=;同理,正三角形边上的一个B为4个三棱柱所共用,而竖棱上的一个B为6个三棱柱所共用,故一个正三棱柱中拥有B的数目为6×+3×=2;C位于正三棱柱的内部,故一个正三棱柱中拥有1个C。因此,该晶体中A、B、C三种粒子数之比为1:4:2,该晶体的化学式可能是AB4C2; 故选C。 13.下列有关晶胞的叙述,不正确的是 A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体 B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元 C.已知晶胞的结构,可推知晶体的结构 D.使用“切割法”计算晶胞的微粒数,处于顶点、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为、、、1 【答案】D 【详解】A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体,也可能是六方晶胞,A正确; B.晶胞是晶体的代表,是晶体中的最小单位,晶胞并置起来,则得到晶体,故晶胞是晶体中基本的结构重复单元,B正确; C.晶胞并置起来,则得到晶体,已知晶胞的结构,可推知晶体的结构,C正确; D.在六方晶胞中,处于顶点的粒子对晶胞的贡献为,D错误; 故选D。 14.晶体内微粒总是按周期性规律重复排列,反映其结构特点的基本重复单位为晶胞,晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构,可做为晶胞的是 A. (都在顶点) B. (在顶点和面心) C. (在顶点和面心) D. (在顶点和体心) 【答案】B 【详解】按照题意,晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成,是指相邻晶胞之间没有任何间隙,所有晶胞平行排列,取向相同。由此可知,平移后,重合位置的原子相同。 A.不管是左右或上下平移时,大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合,但不是同一种原子,因此该结构不能作为晶胞,A错误; B.不管是上下平移还是左右平移,各原子都可以与相同的原子重叠,可平移无隙并置得到晶体,因此该结构可以作为晶胞,B正确; C.上下平移时,位于面心的两个不同的原子位置会重合,因此该结构不能作为晶胞,C错误; D.该结构平移时会存在空隙,因此不能作为晶胞,D错误; 答案选B。 15.如图是某化合物的晶体结构,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子;6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为 A. B. C. D. 【答案】A 【详解】利用均摊法计算晶胞的微粒个数可知,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子,故一个晶胞中镁原子的个数为;6个硼原子位于棱柱侧面上,故硼原子数为,所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为1∶1,故化学式为,A项正确; 故选A。 16.下列关于晶体和非晶体的说法不正确的是 A.破损的NaCl晶体能在饱和NaCl溶液中自动变成规则的立方体 B.晶体某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性 C.导电性可用于区别晶体和玻璃体 D.固体可能是晶体,也可能是非晶体 【答案】C 【详解】A.破损的晶体能在溶液中得到修复,所以破损的NaCl晶体能在饱和NaCl溶液中自动变成规则的立方体,故A正确; B.晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性,故B正确; C.根据晶体的定义,不能通过导电性来区别晶体和玻璃体,某些晶体和玻璃体可均导电或不导电,故C错误; D.固体可能是晶体,也可能是非晶体,如水晶为晶体,无定形SiO2为非晶体,故D正确; 故答案选C。 17.晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,棱长为0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,如图所示。下列叙述错误的是 A.基态K原子的核外电子排布式为: B.碘酸钾中含有离子键和共价键 C.与O原子紧邻的I原子有2个 D.晶体中K原子与O原子间的最短距离约为0.631nm 【答案】D 【详解】A.K元素位于第四周期ⅠA族,原子序数为19,因此基态K原子的核外电子排布式为,故A说法正确; B.碘酸钾是由K+和构成,K+和间存在离子键,I和O之间存在极性共价键,故B说法正确; C.根据晶胞,氧元素位于晶胞的面心,I位于晶胞体心,与O紧邻的I原子个数为2,故C说法正确; D.根据晶胞模型,K位于晶胞的顶点,O位于晶胞的面心,因此K原子和O原子间的最短距离应是面对角线的一半,面对角线的长度为×0.446nm,即K原子和O原子间的最短距离是≈0.315nm,故D说法错误; 答案为D。 18.下列过程能得到晶体的共几种 ①从熔融态结晶出来的硫      ②将液态的玻璃冷却成所得到的固体 ③凝华得到的碘              ④从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜 ⑤熔融的冷却后所得的固体     ⑥熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体 A.3 B.4 C.5 D.6 【答案】B 【分析】得到晶体一般有三条途径:①熔融态物质凝固;②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);③溶质从溶液中析出。 【详解】①从熔融态结晶出来的硫符合途径 ①,①正确; ②将液态的玻璃冷却成所得到的固体,玻璃不是晶体,②错误; ③凝华得到的碘,符合途径②,③正确; ④从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜,符合途径③,④正确; ⑤熔融的冷却后所得的固体,符合途径③,⑤正确; ⑥熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体,石蜡不是晶体,⑥错误; 正确的是①③④⑤; 故选B。 19.铜是生活中比较常见的一种金属,而纳米铜能在空气中自燃,这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米颗粒的大小和形状如图所示,则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是 A.7:11 B.1:2 C.7:8 D.26:27 【答案】A 【详解】由该纳米颗粒的大小和形状结构图可知,表面粒子数为8个(顶点)6个(面心)14,而粒子总数为,所以表面粒子数与总粒子数之比为,A正确。 答案选A。 20.原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为单晶晶胞,其中原子坐标参数A为,B为(,0,),C为(,,0)。则D原子的坐标参数为 A.(,,) B.(0,,0) C.(,,) D.(,0,0) 【答案】A 【详解】根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的处,则D原子的坐标参数为(,,); 答案选A。 培优第三阶——培优拔尖练 21.电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述中,正确的是 A.施加电场时,液晶分子垂直于电场方向排列 B.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 C.移去电场后,液晶分子排列成扭曲的螺旋状 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列 【答案】B 【详解】A.液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性的特殊物质,在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,A错误; B.液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性的特殊物质,在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,B正确; C.在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态, C错误; D.在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态,所以液晶材料具有很重要的应用,D错误; 故选B。 22.石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数及碳原子个数为 A.9,4 B.9,180 C.12,10 D.12,240 【答案】D 【详解】由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体内的M原子个数为12×+9=12个,位于顶点和面心的C60个数为8×+6×=4,碳原子个数为4×60=240,则晶胞中M原子的个数及碳原子个数12和240,故选D。 23.如图是NaCl晶体的一个晶胞结构模型。KO2的晶体结构与NaCl相似,可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-位置用O代替,则关于KO2晶体结构的描述不正确的是 A.与K+距离相等且最近的O共有6个 B.与K+距离相等且最近的O构成的多面体是正八面体 C.与K+距离相等且最近的K+有8个 D.一个KO2晶胞中摊得的K+和O微粒数均为4个 【答案】C 【详解】A.K+位于晶胞棱心,与K+距离相等且最近的位于顶点和面心,共有6个,故A正确; B.与K+距离相等且最近的共有6个,构成正八面体,K+位于正八面体中心,故B正确; C.K+位于晶胞棱心,则被横平面、竖平面和正平面共有,且每一个平面有4个K+距离最近,共4×3=12个,故C错误; D.K+位于晶胞棱心和体心,数目为12×+1=4,位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,即一个KO2晶胞中摊得的K+和粒子数均为4个,故D正确; 故选:C。 24.如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 A.δ­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个 B.α­Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个 C.若δ­Fe晶胞边长为a cm,α­Fe晶胞边长为b cm,则两种晶体密度比为2b3∶a3 D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同 【答案】D 【详解】A.由题图知,δ­Fe晶体中以体心的铁原子为标准,则位于顶点的8个铁原子到体心的铁原子等距离且最近,故有8个,A项正确; B.α­Fe晶体中以顶点上的一个铁原子为标准,则一个晶胞中有3个铁原子与顶点上的铁原子等距离且最近,根据对称性原则,另外还有3个铁原子与顶点上的铁原子等距离且最近,共有6个,B项正确; C.一个δ­Fe晶胞占有2个铁原子,一个α­Fe晶胞占有1个铁原子,故两者密度比为2b3∶a3,C项正确; D.晶体加热后急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型是不同的,D项错误; 故选:D。 25.镁单质及其化合物用途广泛,某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为,高为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A.该镁硼化合物的化学式为 B.如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞 C.每个B原子周围最近且等距的B原子数为2 D.B原子的价层电子轨道表示式为 【答案】A 【详解】A.根据均摊法,该晶体结构单元中含有个Mg原子,含有6个B原子,故化学式为MgBr2,A正确; B.晶胞是晶体结构的基本单元,常规的晶胞都是平行六面体,镁硼化合物的晶胞如图,B错误; C.B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构,所以B原子周围最近且等距的B原子数为3,C错误; D.B原子的价层电子轨道表示式为,虽然2p能级只填充了一个电子,有两个空轨道,但书写时空轨道不可省略,D错误; 故选:A。 26.NaCl晶体的晶胞如图,已知氯化钠的摩尔质量为M g·mol-1,晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm,晶体的密度为b g·cm-3。则下列叙述正确的是 A.每个Na+周围最近且等距离的Cl-所围成的空间构型为正六面体 B.每个Na+周围最近且等距离的Na+有6个 C.阿伏伽德罗常数NA的值可表示为M/(2a3b) D.阿伏伽德罗常数NA的值可表示为4M/(a3b) 【答案】C 【详解】每个Na+周围等距离的Cl-所围成的空间构型为正八面体,A错;Na+周围最近且等距离的同种离子有12个,故B错;1 mol NaCl的质量为M g,体积V=cm3,一个NaCl晶胞的体积为8a3 cm3,一个晶胞含Cl-:8×+6×=4个,Na+:12×+1=4个,即含4个NaCl,1 mol NaCl含NaCl个数:×4=,即NA的值可表示为。 27.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是 A.元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族 B.Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 C.与Co2+距离最近的Ti4+有4个 D.该化合物的化学式为CoTiO3 【答案】D 【详解】A.元素钛在元素周期表中的位置为第四周期 IV B族,A错误; B.Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+,故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,B错误; C.由图可知,与Co2+距离最近的Ti4+有8个,C错误; D.该晶胞中,Co2+的个数为1,Ti4+的个数为8×=1,O2-的个数为6×=3,则该化合物的化学式为CoTiO3,D正确; 故选D。 28.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是 A.等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱 【答案】A 【详解】A.等离子体是呈准电中性的,其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子,A项错误; B.物质处于气态时,分子间距离大,分子运动速度快,体系处于高度无序状态,B项正确; C.液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列,使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性,C项正确; D.据物质固态时微粒间距离较小可判断,固态中的原子或者分子结合的较紧凑,相对运动较弱,D项正确; 故答案选A。 29.已知NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1,其晶体密度为dg·cm-3,若图中钠离子与最近的氯离子的核间距为acm,那么阿伏加德罗常数的值可表示为 A.117a3d B. C. D. 【答案】B 【详解】NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1,其晶体密度为dg·cm-3,则1mol氯化钠的体积==cm3,根据图片知,每个小正方体中含有个NaCl,所以一个NaCl的体积是2a3cm3,1mol物质含有的微粒是阿伏加德罗常数个,所以阿伏加德罗常数的值==,故选B。 30.锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 (1)硒化锌的晶胞结构如图所示,硒化锌的化学式为 ,若晶胞的边长为,则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简,,设为阿伏加德罗常数的值)。 (2)铁的晶胞结构如图所示,若该晶体的密度是,则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (2) 【详解】(1)观察硒化锌的晶胞结构可知,每个锌离子与四个硒离子成键,1个晶胞中硒离子数为,锌离子数为4,则硒化锌的化学式为;一个晶胞中含有4个“”,其质量为,体积为,密度为; (2)若该晶体的密度是,设晶胞的边长为,则两个最近的Fe原子间的距离为,根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为,则,解得,故两个最近的Fe原子间的距离为。 原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$

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专题6 物质的聚集状态与晶体的常识-【高效学习】2024-2025学年高二化学热点题型归纳与分阶培优练(人教版2019选择性必修2)
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